[发明专利]一种功能化磁性吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种功能化磁性吸附材料的制备方法，其特征是：将2,5‑二羟基‑1,4‑苯二膦酸乙酯和/或2,5‑二羟基苯基膦酸二乙酯加入溶剂A中，加入纳米四氧化三铁，在一定温度条件下反应，获得反应后物料；将反应后物料冷却、过滤分离，固体物用溶剂B洗涤后、干燥，即制得功能化磁性吸附材料。本发明制得的功能化磁性吸附材料为多孔结构，由球形颗粒稀疏堆积而成，具有丰富的羟基、磷氧基等官能团；采用本发明制备功能化磁性吸附材料，具有合成简单、成本低、选择性好、吸附容量大、吸附后便于收集等优点，可实际用于水溶液中铀的吸附、富集或者去除，实用性强。

技术领域

本发明属于放射性元素铀的吸附、富集或处理，涉及一种功能化磁性吸附材料的制备方法及应用。本发明制备的功能化磁性吸附材料（或称磷酸酯官能化的纳米四氧化三铁颗粒吸附材料）特别适用于水溶液中放射性元素铀的吸附、富集或去除。

背景技术

核能作为21世纪最重要的清洁能源之一，具备高能量且供能稳定性高于水电、火电、风电；碳排放量少，低于水电和风电，使用时间较长等优势。

中国陆地存在的铀资源其实并不丰富，但铀元素的存储量关系到中国的核电的可持续发展。全球的海水里面的铀资源总量达到45亿吨，是陆地上已经发现的铀资源矿产储量的1000倍以上，被大家认为这是核电的未来，但是铀元素在海水中的浓度较低，而且环境更加复杂，提取难度更高。

现有技术中，从水溶液里面获取铀资源的方法有多种，比如电沉积法，生物处理法，化学沉淀和吸附法等。其中：吸附法是最为有效的铀吸附、富集或者去除方法，具有使用方法简单、成本较低、处理效率高等优点。

目前，虽然纳米材料（碳基复合材料、金属氧化物和纳米碳）表现出出色的吸附能力，它们在水溶液中的高分散性使得其难以从基质中分离，这也限制了在实际水体中的应用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种功能化磁性吸附材料（或称磷酸酯官能化的纳米四氧化三铁颗粒吸附材料）的制备方法及应用。从而提供一种成本低、制作简单、吸附容量大、选择性高的铀吸附材料的制备方法，本发明制备的功能化磁性吸附材料可实现水溶液中铀的吸附、富集或去除。

本发明的内容是：一种功能化磁性吸附材料（即磷酸酯官能化的纳米四氧化三铁颗粒吸附材料）的制备方法，其特征是步骤为：

a、将2,5-二羟基-1,4-苯二膦酸乙酯和/或2,5-二羟基苯基膦酸二乙酯加入溶剂A中（溶解），加入纳米四氧化三铁（粉），在一定温度条件下反应，获得反应后物料；

b、将反应后物料冷却、过滤分离（较好是通过离心或者磁性分离），固体物用溶剂B洗涤后、干燥，即制得功能化磁性吸附材料（即磷酸酯官能化的纳米四氧化三铁颗粒吸附材料）。

本发明的内容所述的功能化磁性吸附材料的制备方法，其特征是步骤可以为：

a、将2,5-二羟基-1,4-苯二膦酸乙酯和2,5-二羟基苯基膦酸二乙酯加入溶剂A中（溶解），加入纳米四氧化三铁（粉），在温度为30～150℃的条件下反应2～30小时，获得反应后物料；

所述四氧化三铁、2,5-二羟基-1,4-苯二膦酸乙酯和2,5-二羟基苯基膦酸二乙酯的用量的摩尔比为1:0.1～5:0.1～5；

b、将反应后物料冷却、过滤分离（较好是通过离心或者磁性分离），固体物用溶剂B洗涤（洗涤去除吸附材料孔隙中的有机物和无机物等杂质）后、干燥，即制得功能化磁性吸附材料（即磷酸酯官能化的纳米四氧化三铁颗粒吸附材料）。

本发明的内容所述的功能化磁性吸附材料的制备方法，其特征是步骤还可以为：

a、将2,5-二羟基-1,4-苯二膦酸乙酯加入溶剂A中（溶解），加入纳米四氧化三铁（粉），在温度为30～150℃的条件下反应2～30小时，获得反应后物料；